Este documento presenta conceptos básicos sobre la fricción y proporciona ejemplos para calcular las fuerzas de fricción estática y cinética involucradas cuando se mueven objetos sobre superficies inclinadas. Incluye cuatro ejemplos resueltos que ilustran cómo usar el coeficiente de fricción para determinar las fuerzas necesarias para mover bloques sobre tablas o planos inclinados, tanto con y sin considerar la fricción. Al final, tres ejercicios propuestos piden al lector que aplique estos conceptos.

1. EJEMPLOS DE FRICCIÓN PROFR. MARCO ANTONIO VÁZQUEZ MONTES
INSTRUCCIONES PARA EL USO DE ESTE MATERIAL:
o DESCÁRGALO EN TU COMPUTADORA
o OBSÉRVALO EN EL MODO DE PRESENTACIÓN CON DIAPOSITIVAS Y CON BOTÓN PRIMARIO DEL MOUSE O LAS FLECHAS DE DIRECCIÓN
DEL TECLADO AVANZA EN EL DESARROLLO DE LOS PROBLEMAS.
o ANTES DE VER LOS RESULTADOS REALIZA TUS PROPIOS CÁLCULOS Y POSTERIORMENTE COMPRUÉBALOS CON LOS QUE SE MUESTRAN.
ESTO ES IMPORTANTE POR QUE TE PERMITIRÁ SABER SI ESTÁS APRENDIENDO EL PROCEDIMIENTO.
CONCEPTOS BÁSICOS
La fricción es una fuerza que se opone al desplazamiento de los cuerpos, se origina por las irregularidades entre dos superficies
que se encuentran en contacto al desplazarse una sobre la otra o cuando una está reposo sobre la otra
En este curso vamos a estudiar dos tipos de fricción:

2. Para la solución de problemas es importante incluir los dos conceptos siguientes:
Como seguramente lo dedujiste, el coeficiente fricción no tiene unidades (es adimensional), y su valor depende de los materiales
que se encuentren en contacto. Como se muestra en la siguiente tabla de datos
MATERIALES
Hielo-Hielo 0.1 0.03
Vidrio-Vidrio 0.9 0.4
Madera- Cuero 0.4 0.3
Madera-Piedra 0.7 0.3
Madera-Madera 0.4 0.3
Acero-Acero 0.74 0.57
Vidrio-Madera 0.25 0.2
Acero-Hielo 0.03 0.02
Acero-Teflón 0.04 0.04
Articulaciones humanas 0.01 0.003

3. EJERCICIO No. 1: En la siguiente figura se muestra un bloque de madera cuya masa es de 10 kilogramos, que se encuentra sobre una
tabla también de madera y es jalado utilizando un dinamómetro. Determina la magnitud de la fuerza mostrada en el dinamómetro en
los siguientes momentos:
a) Justo antes de que el bloque inicie su movimiento
b) Cuando se mueve con velocidad uniforme
Para encontrar la solución a este problema aplicamos el mismo método que se empleó en problemas de la primera condición de
equilibrio
Solución a)
I. REALIZAMOS EL DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE IV. RECORDAMOS LA ECUACIÓN DEL COEFICIENTE DE FRICCIÓN
ESTÁTICA Y DESPEJAMOS LA FUERZA DE FRICCIÓN ESTÁTICA
III. ELIMINAMOS INCÓGNITAS

4. Solución b)
Es importante señalar que para este inciso se debe considerar al bloque en movimiento rectilíneo uniforme
I. REALIZAMOS EL DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE IV. RECORDAMOS LA ECUACIÓN DEL COEFICIENTE DE FRICCIÓN
CINÉTICA Y DESPEJAMOS LA FUERZA DE FRICCIÓN CINÉTICA
III. ELIMINAMOS INCÓGNITAS

5. Ejemplo No. 2: Calcula nuevamente la fuerza necesaria para mover el bloque de madera, ahora considera el ángulo de inclinación
que se muestra en la animación.
Solución
I. REALIZAMOS EL DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE

6. EJEMPLO No. 3: Calcula la fuerza necesaria para subir con velocidad uniforme el bloque que pesa 30 kilogramos sobre el plano
inclinado que se muestran a continuación, considera que no existe fricción entre sus superficies.
I. REALIZAMOS EL DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE III. ELIMINAMOS INCÓGNITAS
IV. SUSTITUIMOS LOS VALORES CONOCIDOS

7. EJEMPLO No. 4: Nuevamente calcula la fuerza necesaria para subir el bloque que pesa 30 kilogramos sobre el plano
inclinado, para este caso considera que el bloque es de madera y la superficie del plano inclinado es de piedra
I. REALIZAMOS EL DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE

8. Primero analizamos el ejemplo No. 2, cuyos cálculos se Ahora revisamos el ejemplo No. 3, en el que se considera la
realizaron SIN CONSIDERAR LA FRICCIÓN fricción entre la madera y la piedra
DATOS FÓRMULA SUSTITUCIÓN Y RESULTADO DATOS FÓRMULA SUSTITUCIÓN Y RESULTADO
Como lo podemos deducir, cuando se considera la fuerza de fricción, la ventaja mecánica que se obtiene es la real; que en
general es de menor magnitud a la ideal y por lo tanto se requiere mayor fuerza de entrada para subir el bloque.

9. EJERCICIOS DE APLICACIÓN
EJERCICIO No. 1: En la siguiente figura se muestra un cilindro de cristal de 15 kilogramos que es empujado hacia la derecha sobre una
tabla de madera. Determina la magnitud de la fuerza necesaria para deslizar el cilindro con velocidad uniforme
EJERCICIO No. 2: ¿Cuál es la magnitud de la fuerza de fricción estática que permite a la caja de acero de la siguiente figura
permanecer en reposo sin resbalarse sobre el plano inclinado?. Considera que el peso de la caja es de 50 kilogramos, el coeficiente de
fricción estático entre ambas superficies es de 0.7
EJERCICIO No. 3: ¿Cuál es la magnitud de la fuerza necesaria para subir la caja de acero sobre el plano inclinado de la siguiente
figura?. Considera que el peso de la caja es de 50 kilogramos, el coeficiente de fricción cinético entre ambas superficies es de 0.4

10. NOTAS:
1. Estos ejercicios se resuelven en la libreta de apuntes y al final del último se
incluyen los datos siguientes:
FECHA HORA DE INICIO HORA DE TÉRMINO REVISÓ PADRE O
TUTOR
2. Se evalúan por medio de la rúbrica para valorar el trabajo en tutoriales
publicado en el blog